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インテル、量子チップの量産化で大きなマイルストーンを達成

米半導体大手インテル(Intel)は、量子コンピュータ・プロセッサの製造における重要なマイルストーンを達成したことを発表した。

Intel Labs and Components Research organizationsは、シリコン・スピン量子ビット・デバイスの極端紫外線(EUV)リソグラフィ製造において、記録的な高歩留まりを実証したとのことだ。この成果は、インテルのトランジスタ製造プロセスで量子チップを製造するためのスケーリングと作業にとって、大きなマイルストーンとなる。

オレゴン州ヒルズボロにあるインテルのGordon Moore Parkトランジスタ研究開発施設において、研究者とエンジニアのチームは、「驚くべき均一性」で、300mmシリコンウェハ全体で95%の歩留まり率で量子チップを作成することに成功した。

Intel Quantum Engineers
オレゴン州Ronler AcresにあるGordon Moore Parkのラボにあるクライオプロバーと呼ばれるバンサイズのツールの前に立つインテルの量子エンジニア、Florian Luthi(左から)、Aditi Nethwewala、Stephanie Bojarski、Otto Zietzの4人。クライオプロバーのチャンバーでは、300mmのシリコンウエハーが、絶対零度より少し高い1.7ケルビンの温度でテストされる。300mm厚のスピンクビットウエハーを手にする Bojarski氏(Credit: Intel Corporation)

インテル社の量子ハードウェア担当ディレクターであるJames Clarke氏は、入手しやすいトランジスタの製造技術を利用して、シリコン・スピン量子ビットの製造を進めていることを語った。これは、インテルが半導体製造の強みをこの業界で生かすための鍵になる。Clarke氏によれば、「高い歩留まりと均一性が達成されたことは、Intelが確立したトランジスタのプロセスノードで量子チップを製造することを示す」ものであり、成功の確かな証であるという。さらに、インテルが熟知しているシリコンチップの精製モデルが、量子コンピューティングの進展に応用されることが期待されている。

Intel Jim Clarke Quantun
インテルの量子ハードウェア担当ディレクター、James Clarke氏が、完全に加工された300ミリシリコン製スピンクビットウェハーを手にしている (Credit: Intel Corporation)

製造された量子デバイスは、Intel Cryoproberを使用してテストされた。このCryoproberは、量子ビットの安定性を維持するために極低温(1.7ケルビン、摂氏-271.45度)で動作し、計算目的に有用なデバイスにする。室温で動作する量子コンピュータの実現は、まだ始まったばかりの産業にとって、もうひとつのハードルである。

Cryoproberは、300mmウェハ上の量子ビット充填チップの95%が意図したとおりに動作していることを確認した。これまで量子チップの製造は、デバイスを1個ずつ作るものがほとんどだったので、これはインテルにとって特に良いニュースだ。インテルのEUVプロセスは、1枚のウエハ上に複数の量子チップを形成することが可能であり、前述のように優れた均一性と歩留まりを実現しているようだ。

Intel Cryoprober Test Correlation
自動化中のインテルのCryoproberからの画像は、1.6 ケルビンでの量子量子ビットデバイスを示し、量子ドットは 16 箇所すべて (4 つのセンサーと 12 の量子ビット箇所) に形成でき、エンジニアの入力なしで最後の (1) 電子まで調整される。これらの結果は、インテルが製造したデバイスの均一性と再現性によって可能となり、ウェーハ全体にわたって収集された。このシステムは継続的に稼働し、これまでに報告された中で最大の量子ドットデバイスデータセットを生成している(Credit: Intel Corporation)

第2世代のシリコンスピンテストチップが十分に検証されたので、インテルは統計的プロセス制御を活用して最適化を行い、すでに達成した進歩を外挿し、次世代をターゲットにする予定だ。インテルのようなコンピュータ技術開発者が、最終的には数百万個の量子ビットを詰め込んだ量子チップを作れるようになることが期待されており、2022年にはこの成長過程の重要な初期段階を見ることができる。すでに、量子コンピューティングは驚くべき結果を上げ始めており、今後数年でどのような展開になるのか楽しみだ。

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この記事を書いた人

TEXAL管理人。学校の授業でMS-DOSを使っていたくらいの年代。Windows95の登場で衝撃を受け、テクノロジー業界に興味を持つ。以来ガジェット・ゲーム情報を追い続けてうん十年。大学では物理を専攻していたこともあり、物理・宇宙関係の話題も大好き。

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